Окрашенные покрытия с высоким содержанием твердых веществ для лицевой стороны и кромки строительных панелей
Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным панелям. Техническим результатом является создание строительных панелей, включающих нанесенное на них декоративное покрытие, которое не создает таких затруднений в отношении изготовления, и в то же время также удовлетворяющих требованиям к эстетическим свойствам, которые обеспечиваются декоративным покрытием. Технический результат достигается тем, что строительная панель с покрытием содержит корпус, содержащий верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью; поверхностное покрытие на верхней поверхности, причем поверхностное покрытие содержит: неорганический пигмент; и анионный полимерный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей; причем поверхностное покрытие содержит жидкостный носитель в количестве менее чем около 1 вес.% в расчете на общий вес поверхностного покрытия, а также технический результат достигается способом формирования такой строительной панели, а также технический результат достигается покровной композицией, участвующей в способе формирования строительной панели. 6 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил.
[0001] Настоящая заявка представляет собой Международную Заявку PCT Предварительной Заявки США № 62/361,147, поданной 12 июля 2016 года. Содержание вышеуказанной заявки включено здесь ссылкой.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Потолочные системы монтируются внутри помещений, чтобы содействовать регулированию шума, а также улучшения эстетической привлекательности этих помещений. Эти потолочные системы могут включать одну или многие строительные панели, имеющие специфические эстетические свойства, которые содействуют вкладу в привлекательность среды в помещении. Предыдущие попытки улучшить эстетические свойства этих строительных панелей предусматривали нанесение декоративных покрытий на поверхность строительной панели. Однако такие декоративные покрытия проявляют склонность создавать затруднения, связанные с продолжительностью изготовления, а также с общетехническими характеристиками строительной панели при высоких температурах (то есть, повышенной воспламеняемости и/или образования пузырей в покрытии). Тем самым существует потребность в строительных панелях, включающих нанесенное на них декоративное покрытие, которое не создает таких затруднений в отношении изготовления, и в то же время также удовлетворяющих требованиям к эстетическим свойствам, которые обеспечиваются декоративным покрытием.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Настоящее изобретение направлено на строительную панель с покрытием, включающую: корпус, содержащий верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью; поверхностное покрытие поверх верхней поверхности, причем поверхностное покрытие содержит: неорганический пигмент; и полимерный диспергатор, включающий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета; причем поверхностное покрытие включает жидкостный носитель в количестве менее, чем около 1 вес.%, в расчете на общий вес поверхностного покрытия.
[0004] В других вариантах исполнения настоящее изобретение направлено на способ формирования строительной панели, имеющей покрытие лицевой стороны, причем способ включает: а) предоставление корпуса, включающего верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью; b) нанесение покровной композиции на верхнюю поверхность корпуса, причем покровная композиция содержит неорганический пигмент и полимерный диспергатор, включающий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета; и с) высушивание покровной композиции с образованием покрытия лицевой стороны; причем покровная композиция имеет содержание твердых веществ в диапазоне от около 45 вес.% до около 65 вес.%, в расчете на общий вес покровной композиции.
[0005] В других вариантах исполнения настоящее изобретение направлено на строительную панель с покрытием, включающую: корпус, включающий верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью; поверхностное покрытие поверх верхней поверхности, причем поверхностное покрытие содержит: от около 70 вес.% до около 95 вес.% пигмента, в расчете на общий вес поверхностного покрытия, причем пигмент содержит неорганический пигмент, имеющий частицы с размером в диапазоне от 15 нм до 500 нм; и полимерный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета; причем поверхностное покрытие содержит менее 1 вес.% жидкостного носителя, в расчете на общий вес поверхностного покрытия.
[0006] Другие варианты осуществления настоящего изобретения включают способ формирования строительной панели, имеющей кромочное покрытие, причем способ включает: а) предоставление корпуса, включающего верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью; b) нанесение тиксотропной покровной композиции на боковую поверхность, причем тиксотропная покровная композиция содержит жидкостный носитель, пигмент, диспергатор и связующий материал, имеющий температуру стеклования менее, чем около 20°С; и с) высушивание тиксотропной покровной композиции в течение периода времени сушки с образованием кромочного покрытия, причем кромочное покрытие имеет менее, чем около 1 вес.% жидкостного носителя; причем тиксотропная покровная композиция имеет содержание твердых веществ в диапазоне от около 50 вес.% до около 80 вес.%, в расчете на общий вес тиксотропной покровной композиции.
[0007] Другие варианты осуществления настоящего изобретения представляют строительную панель с покрытием, включающую: корпус, включающий верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью; тиксотропное поверхностное покрытие, нанесенное на боковую поверхность, причем поверхностное покрытие содержит: связующий материал, имеющий температуру стеклования менее, чем около 20°С; и пигмент в количестве в диапазоне от около 25 вес.% до около 95 вес.%, в расчете на общий вес поверхностного покрытия, причем пигмент содержит неорганические пигменты; ионный диспергатор; причем поверхностное покрытие присутствует в количестве в диапазоне от около 7,5 г/м2 до около 150 г/м2.
[0008] Другие варианты осуществления настоящего изобретения включают покровную композицию, содержащую жидкостный носитель, неорганический пигмент; и ионный полимерный диспергатор, включающий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем покровная композиция имеет содержание твердых веществ в диапазоне от около 45 вес.% до около 65 вес.%, в расчете на общий вес покровной композиции.
[0009] Дополнительные области применимости настоящего изобретения станут очевидными из приведенного далее подробного описания. Должно быть понятно, что подробное описание и конкретные примеры, показывая предпочтительный вариант осуществления изобретения, в то же время предназначены только для целей иллюстрирования, и не предполагают ограничения области изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] Настоящее изобретение станет полнее понятным из подробного описания и сопроводительных чертежей, в которых:
[0011] Фигура 1 представляет перспективный вид сверху строительной панели с покрытием согласно настоящему изобретению;
[0012] Фигура 2 представляет вид в разрезе строительной панели с покрытием согласно настоящему изобретению, причем вид в разрезе проведен вдоль линии II, показанной в Фигуре 1;
[0013] Фигура 3 представляет потолочную систему, включающую строительную панель с покрытием согласно настоящему изобретению.
[0014] Фигура 4 представляет увеличенный вид в разрезе кромок строительной панели согласно настоящему изобретению;
[0015] Фигура 5 представляет увеличенный вид потолочной системы, включающей строительную панель с покрытием согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения, причем увеличенный вид представляет фрагмент, обозначенный овалом V в Фигуре 3;
[0016] Фигура 6 представляет второй пигмент, обработанный вторым диспергатором согласно настоящему изобретению; и
[0017] Фигура 7 представляет первый пигмент, обработанный первым диспергатором согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] Нижеследующее описание предпочтительного(-ных) варианта(-ов) исполнения является исключительно примерным по природе, и никоим образом не предполагается ограничивающим изобретение, его практическое исполнение и варианты применения.
[0019] Как применяемые здесь, диапазоны используются как сокращенное условное обозначение для описания каждого и всякого значения, которое находится в пределах диапазона. Любое значение в пределах диапазона может быть выбрано как конечная величина диапазона. В дополнение, все приведенные здесь литературные источники тем самым включены ссылками во всей своей полноте. В случае противоречия в определении в настоящем изобретении и формулировкой в цитированном литературном источнике преимущественным является настоящее изобретение.
[0020] (Для случаев химического состава) Если не оговаривается иное, все процентные доли и количества, приведенные здесь и где бы то ни было в описании, должны пониматься как обозначающие процентные доли по весу. Количества приводятся в расчете на активный вес материала.
[0021] Описание иллюстративных вариантов исполнения согласно принципам настоящего изобретения предназначено для прочтения в сочетании с сопроводительными чертежами, которые должны рассматриваться как часть всего письменного описания. В описании вариантов осуществления раскрытого здесь изобретения любая ссылка на направление или ориентацию предназначена только для удобства описания, и никоим образом не подразумевает ограничения области настоящего изобретения. В отношении таких терминов, как «нижний», «верхний», «горизонтальный», «вертикальный», «выше», «ниже», «вверх», «вниз», «верх» и «низ», а также производных из них (например, «горизонтально», «в нижнюю сторону», «в верхнюю сторону», и т.д.), они должны толковаться как имеющие отношение к ориентации, как затем описываемой, или как показанной в обсуждаемом чертеже. Эти относительные термины приводятся в описании только для удобства и не требуют, чтобы устройство было сформировано или работало в конкретной ориентации, если она недвусмысленно не оговорена.
[0022] Такие термины, как «присоединенный», «закрепленный», «соединенный», «взаимосвязанный», и подобные подразумевают взаимосвязь, в которой структуры скреплены друг с другом или присоединены друг к другу непосредственно или косвенно через промежуточные структуры, а также как подвижные, так и жесткие присоединения или взаимосвязи, если четко не описывается иное. Кроме того, признаки и преимущества изобретения иллюстрированы со ссылкой на примерные варианты осуществления. Соответственно этому, изобретение определенно не должно ограничиваться такими примерными вариантами осуществления, иллюстрирующими некоторые возможные неограничивающие комбинации признаков, которые могут существовать по отдельности или в других сочетаниях признаков; причем область изобретения определяется пунктами прилагаемой формулы изобретения.
[0023] Если не оговорено иное, все процентные доли и количества, приведенные здесь и где бы то ни было в описании, должны пониматься как обозначающие процентные доли по весу. Количества приводятся в расчете на активный вес материала. Согласно настоящей заявке, термин «около» подразумевает отклонение на +/-5% от указанного значения. Согласно настоящей заявке, термин «по существу не содержит» подразумевает менее, чем 0,1 вес.% в расчете на все указанное значение.
[0024] Со ссылкой на Фигуры 1 и 4, настоящее изобретение включает строительную панель 100 с покрытием (называемую здесь «строительной панелью»), включающую первую основную поверхность 111, противоположную второй основной поверхности 112, и боковую поверхность 113, которая является проходящой между первой основной поверхностью 111 и второй основной поверхностью 112, определяя тем самым периметр потолочной панели 100. Боковая поверхность 113 может включать верхнюю часть 113а и нижнюю часть 113b, причем верхняя часть 113а примыкает к первой основной поверхности 111, и нижняя часть 113b примыкает ко второй основной поверхности 112.
[0025] Со ссылкой на Фигуру 3, настоящее изобретение может дополнительно включать потолочную систему 1, включающую одну или многие строительные панели 100, смонтированные во внутреннем пространстве, в результате чего внутреннее пространство включает замкнутое воздушное пространство 3 и активную зону 2 помещения. Замкнутое воздушное пространство 3 создает пространство для прокладки механических линий внутри здания (например, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), водопроводной системы, и т.д.). Активная зона 2 создает комнату для обитателей здания во время нормального использования здания согласно его назначению (например, в офисных строениях активную зону занимали бы офисы, имеющие компьютеры, лампы и т.д.).
[0026] В смонтированном состоянии строительные панели 100 могут поддерживаться во внутреннем пространстве одной или многими параллельными опорными балками 5. Каждая из опорных балок 5 может включать перевернутую Т-образную рейку, имеющую горизонтальную полку 31 и вертикальное ребро 32. Потолочная система 1 может дополнительно включать многочисленные первые балки, которые по существу параллельны друг другу, и многочисленные вторые балки, которые по существу перпендикулярны первым балками (не изображены). В некоторых вариантах исполнения многочисленные вторые балки пересекают многочисленные вторые балки, создавая потолочную опорную обрешетку 6 из пересекающихся элементов. Над потолочной опорной обрешеткой 6 находится замкнутое воздушное пространство 3, и ниже потолочной опорной обрешетки 6 находится активная зона 2 помещения.
[0027] В смонтированном состоянии первая основная поверхность 111 строительной панели 100 может быть обращена к активной зоне 2 помещения, и вторая основная поверхность 112 строительной панели 100 может быть обращена к замкнутому воздушному пространству 3. Строительная панель 100 может быть установлена согласно по меньшей мере двум вариантам. В первом варианте строительная панель 100 размещается полностью выше горизонтальной полки 31 опорной балки 5. В первом варианте по меньшей мере часть первой основной поверхности может быть скрыта от активной зоны 2 помещения горизонтальной полкой 31, поскольку горизонтальная полка 31 контактирует с первой основной поверхностью 111, тем самым поддерживая ее в потолочной системе 1. В первом варианте вся боковая поверхность 113 - в том числе верхняя часть 113а и нижняя часть 113b - могут быть скрыты от зоны 2 помещения горизонтальной полкой 311. Второй вариант будет описан здесь дополнительно.
[0028] Со ссылкой теперь на Фигуры 1 и 2, строительная панель 100 согласно настоящему изобретению может иметь толщину t0 панели, как измеренную от первой основной поверхности 111 до второй основной поверхности 112. Толщина t0 панели может варьировать от около 12 мм до около 40 мм - включая все значения и поддиапазоны между ними. Строительная панель 100 может иметь длину Lp, варьирующую от около 30 см до около 310 см - включая все значения и поддиапазоны между ними.
[0029] Строительная панель 100 может включать корпус 120 и поверхностное покрытие 200, нанесенное на него - как дополнительно обсуждается здесь. Корпус 120 включает верхнюю поверхность 121, противоположную нижней поверхности 122, и боковую поверхность 123 корпуса, которая проходит между верхней поверхностью 121 и нижней поверхностью 122, тем самым определяя периметр корпуса 120. Корпус 120 может иметь толщину t1, которая проходит от верхней поверхности 121 до нижней поверхности 122. Толщина t1 корпуса может варьировать от около 12 мм до около 40 мм - включая все значения и поддиапазоны между ними.
[0030] Корпус 120 может быть пористым, обеспечивая тем самым возможность протекания воздуха через корпус 120 между верхней поверхностью 121 и нижней поверхностью 122 - как дополнительно обсуждается здесь. Корпус 120 может состоять из связующего материала и волокон. В некоторых вариантах исполнения корпус 120 может дополнительно содержать наполнитель и/или добавку.
[0031] Неограничивающие примеры связующего материала могут включать полимер на основе крахмала, поливиниловый спирт (PVOH), латекс, полисахаридные полимеры, целлюлозные полимеры, полимеры на основе растворов белков, акриловый полимер, полималеиновый ангидрид, эпоксидные смолы, или комбинации двух или более из них. Неограничивающие примеры наполнителя могут включать порошкообразные карбонат кальция, известняк, диоксид титана, песок, сульфат бария, глину, слюду, доломит, кремнезем, тальк, перлит, полимеры, гипс, волластонит, вспученный перлит, кальцит, тригидроксид алюминия, пигменты, оксид цинка, или сульфат цинка.
[0032] Волокна могут представлять собой органические волокна, неорганические волокна, или их смесь. Неограничивающие примеры неорганических волокон включают минеральную вату (также называемую шлаковатой), минеральный войлок, каменную вату, и стеклянные волокна. Неограничивающие примеры органического волокна включают стекловолокно, целлюлозные волокна (например, бумажное волокно - такое как из газет, пеньковое волокно, джутовое волокно, льняное волокно, древесное волокно, или другие природные волокна), полимерные волокна (в том числе сложные полиэфиры, полиэтилен, арамид - то есть, ароматический полиамид, и/или полипропилен), белковые волокна (например, овечью шерсть), и их комбинации.
[0033] Со ссылкой теперь на Фигуру 2, строительная панель 100 может дополнительно включать поверхностное покрытие 200, нанесенное по меньшей мере на одну из первой основной поверхности 121 и/или боковой поверхности 123 корпуса 120. Поверхностное покрытие 200 может представлять собой окрашенное поверхностное покрытие 200. Согласно настоящему изобретению, термины «окрашенное поверхностное покрытие» и «поверхностное покрытие» могут использоваться взаимозаменяемо. Термин «окрашенное поверхностное покрытие» 200 подразумевает поверхностное покрытие 200, содержащее цветной пигмент, и полученное поверхностное покрытие 200 проявляет цветность в видимой области спектра - то есть, фиолетовый, голубой, зеленый, желтый, оранжевый или красный цвет. Окрашенное поверхностное покрытие 200 может дополнительно содержать комбинации двух или более цветов - таких как основной цвет (то есть, красный, желтый, голубой), а также ахроматический цвет (то есть, белый, серый).
[0034] Неограничивающим примером цвета поверхностного покрытия 200 может быть розовый, и образованный сочетанием красного и белого пигментов. Еще одним неограничивающим примером цвета поверхностного покрытия 200 может быть зеленый, и образованный комбинацией синего и желтого пигментов. Еще одним неограничивающим примером цвета поверхностного покрытия 200 может быть коричневый, и образованный комбинацией красного, желтого и черного пигментов.
[0035] В некоторых вариантах исполнения поверхностное покрытие 200 может включать покрытие 210 лицевой стороны, которое нанесено на первую основную поверхность 121 корпуса 120. В других вариантах исполнения поверхностное покрытие 200 может включать кромочное покрытие 230, которое нанесено на боковую поверхность 123 корпуса 120. В других вариантах исполнения строительная панель 11 может включать как покрытие 210 лицевой стороны, нанесенное на первую основную поверхность 121 корпуса 120, так и кромочное покрытие 230, нанесенное на боковую поверхность 123 корпуса 120.
[0036] Покрытие 210 лицевой стороны может включать верхнюю поверхность 211, противоположную нижней поверхности 212. Покрытие 210 лицевой стороны имеет толщину t2 покрытия лицевой стороны - как измеренную от верхней поверхности 211 до нижней поверхности 212 покрытия 210 лицевой стороны. Толщина t2 покрытия лицевой стороны может варьировать от около 200 мкм (микрон) до около 500 мкм - включая все толщины и поддиапазоны между ними. Нижняя поверхность 212 покрытия 210 лицевой стороны может быть в непосредственном контакте с верхней поверхностью 121 корпуса 120. Верхняя поверхность 211 покрытия 210 лицевой стороны может образовывать по меньшей мере часть первой основной поверхности 111 строительной панели 100 - как дополнительно обсуждается здесь.
[0037] Хотя это не показано, строительная панель 100 согласно настоящему изобретению может дополнительно включать нетканый холст. Нетканый холст может содержать верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности. Нижняя поверхность нетканого холста может размещаться непосредственно рядом с верхней поверхностью 121 корпуса 120 или в прямом контакте с нею. Покрытие 210 лицевой стороны может быть нанесено на нетканый холст так, что нижняя поверхность 212 покрытия 210 лицевой стороны находится в прямом контакте с верхней поверхностью нетканого холста.
[0038] Покрытие 210 лицевой стороны может включать первый связующий материал, первый пигмент и первый диспергатор. Покрытие 210 лицевой стороны в сухом состоянии может присутствовать на верхней поверхности 121 корпуса 120 в количестве в диапазоне от около 26 г/м2 до около 220 г/м2 - включая все количества и поддиапазоны между ними. Согласно настоящему изобретению, выражение «в сухом состоянии» означает композицию, которая по существу не содержит жидкостный носитель (например, жидкую воду). Таким образом, покрытие 210 лицевой стороны в сухом состоянии может содержать первый пигмент, первый диспергатор, первый связующий материал, и менее, чем около 0,1 вес.% жидкостного носителя, в расчете на общий вес покрытия 210 лицевой стороны. В предпочтительном варианте исполнения фактическое покрытие 210 в сухом состоянии имеет содержание твердых веществ около 100 вес.%, в расчете на общий вес покрытия 210 лицевой стороны. Напротив, в отношении композиции, которая находится во «влажном состоянии», подразумевается композиция, содержащая различные количества жидкостного носителя - как обсуждается здесь дополнительно.
[0039] Первый связующий материал может присутствовать в покрытии 210 лицевой стороны в количестве в диапазоне от около 5 вес.% до около 20 вес.%, в расчете на общий сухой вес покрытия 210 лицевой стороны - включая все вес.% и поддиапазоны между ними. Первый связующий материал может быть полимерным. Первый связующий материал может иметь температуру стеклования («Tg»), которая является более высокой, чем комнатная температура («Tm») -причем комнатная температура варьирует от около 21°С до около 40°С - включая все температуры и поддиапазоны между ними. В некоторых вариантах исполнения первый связующий материал может иметь общий заряд, который является анионным.
[0040] Неограничивающие примеры первого связующего материала включают полимеры, выбранные из поливинилового спирта (PVOH), латекса, акрилового полимера, полималеинового ангидрида, или комбинации двух или более из них. Неограничивающие примеры латексного связующего материала могут включать гомополимер или сополимер, образованный из следующих мономеров: винилацетата (то есть, поливинилацетат), винилпропионата, винилбутирата, этилена, винилхлорида, винилиденхлорида, винилфторида, винилиденфторида, этилакрилата, метилакрилата, пропилакрилата, бутилакрилата, этилметакрилата, метилметакрилата, бутилметакрилата, гидроксиэтилметакрилата, гидроксиэтилакрилата, стирола, бутадиена, уретана, эпоксида, меламина, и сложного эфира. Связующий материал предпочтительно выбирается из группы, состоящей из водных латексов поливинилацетата, поливинилакрилата, полиуретана, полиуретанакрилата, полистиролакрилата, эпоксидной смолы, сополимера полиэтилена и винилхлорида, поливинилиденхлорида, и поливинилхлорида.
[0041] Первый диспергатор может присутствовать в покрытии 210 лицевой стороны в количестве в диапазоне от около 0,05 вес.% до около 2,0 вес.%, в расчете на общий сухой вес покрытия 210 лицевой стороны - включая все вес.% и поддиапазоны между ними. Первый диспергатор может быть ионным по природе - то есть, включать одну или многие ионные группы, такие как анионная группа или катионная группа. В предпочтительном варианте исполнения ионная группа является анионной. Первый диспергатор может быть полимерным, имеющим среднечисленную молекулярную массу (Mn) по меньшей мере 1000. Первый диспергатор может включать гидрофильный фрагмент и гидрофобный фрагмент - причем гидрофобный фрагмент используется для присоединения к первому пигменту, тогда как первый гидрофильный фрагмент используется для диспергирования присоединенного пигмента в жидкостном носителе - то есть, в воде.
[0042] Со ссылкой теперь на Фигуру 7, настоящее изобретение может включать первый пигмент 60, обработанный первым диспергатором 70, с образованием тем самым первого диспергируемого пигмента 50. Как продемонстрировано Фигурой 7, первый диспергатор 70 включает полимерный скелет 73 и по меньшей мере одну присоединенную боковую цепь 74, которая отходит от полимерного скелета 73. Ионная группа 72 первого диспергатора 70 может быть расположена на конце присоединенной боковой цепи 74. В предпочтительном варианте исполнения первый диспергатор 70 включает многочисленные присоединенные боковые цепи 74 - каждая из которых имеет ионную группу 72, находящуюся на конце присоединенной боковой цепи 74.
[0043] Ионная группа 72 отдалена от полимерного скелета 73 боковой цепью, длина которой измеряется от полимерного скелета 73 до оконечности или конца присоединенной боковой цепи 74. Отделение ионной группы 72 от полимерного скелета 73 посредством присоединенной боковой цепи 74 позволяет присоединить к единственному диспергатору (то есть, первому диспергатору 70) большее число ионных групп 72, поскольку ионные группы 72 не раздвигаются вследствие пространственных затруднений полимерного скелета 73, что обычно происходит, когда ионные группы расположены непосредственно на скелете полимерного диспергатора (например, смотри Фигуру 6, как обсуждаемую здесь дополнительно). Меньшее разделение между ионными группами 72 на первом диспергаторе 70 приводит к большему числу точек присоединения первого диспергатора 79 к пигменту 60, создавая тем самым более прочное присоединение первого диспергатора 70 к первому пигменту 60, тем самым обеспечивая то, что пигменту придается желательная гидрофильность, создаваемая гидрофильным фрагментом первого диспергатора 70.
[0044] В дополнение, меньшее разделение ионных групп 72 на первом диспергаторе 70 позволяет лучше присоединять первый диспергатор 70 к пигментам, имеющим частицы меньшего размера - то есть, пигментам, имеющим размер частиц менее, чем около 1 мкм, предпочтительно менее, чем около 500 нм. Первый пигмент, имеющий более мелкие частицы, может иметь размер частиц в диапазоне от около 15 нм (нанометров) до около 100 нм (включая все размеры и поддиапазоны между ними) -поскольку более высокая плотность ионных групп 72 на первом диспергаторе 70 может лучше заполнять меньший объем, занимаемый каждым из первых пигментов, что иначе было бы невозможным с пигментами, имеющими ионные группы, присоединенные непосредственно к полимерному скелету диспергатора, вследствие пространственных затруднений полимерного скелета.
[0045] Согласно некоторым вариантам исполнения, диспергатор может включать анионный полиакриловый полимер, имеющий солевую группу, образованную нейтрализацией кислотной группы соединением, образующим катион. Например, полимер может содержать одну или многие присоединенные боковые цепи, включающие концевую карбоксильную кислотную группу, которая нейтрализована натрием или аммиаком с образованием карбоксилат-аниона и катиона натрия и/или катиона аммония. В альтернативном варианте, полимер может содержать одну или многие присоединенные боковые цепи, включающие концевую кислотную сульфогруппу, которая нейтрализована вышеуказанными соединениями натрия или аммиака с образованием солевой группы.
[0046] Первый диспергатор согласно настоящему изобретению может иметь значение рН в диапазоне от около 7,0 до около 8,0 - включая все значения рН и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения диспергатор представляет собой анионный полимер, имеющий значение рН в диапазоне от около 7 до около 8 - включая все значения рН и поддиапазоны между ними. Первый диспергатор может иметь удельный вес (относительно воды), который составляет меньше 1. Более конкретно, первый диспергатор может иметь удельный вес (относительно воды) в диапазоне от около 0,8 до около 0,95 - включая все величины удельного веса и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения первый диспергатор может иметь удельный вес (относительно воды) около 0,95. Первый диспергатор может быть приобретен на рынке как промышленный продукт ZephrymTM PD 4974.
[0047] Первый пигмент может присутствовать в покрытии 210 лицевой стороны в количестве в диапазоне от около 70 вес.% до около 95 вес.% - включая все вес.% и поддиапазоны между ними - в расчете на общий сухой вес покрытия 210 лицевой стороны. Подобно выражению «в сухом состоянии» - выражение «сухой вес» подразумевает вес компонента или композиции без включения любого дополнительного веса жидкостного носителя. Таким образом, когда рассчитывается сухой вес компонента или композиции, расчет должен основываться только на весе твердых компонентов (например, диспергатора, пигмента, связующего материала, и т.д.), и должен исключать любое количество остаточного жидкостного носителя, который все еще может присутствовать из влажного состояния.
[0048] Первый пигмент может быть неорганическим пигментом. Первый пигмент может представлять собой частицу, проявляющую один из ранее обсужденных цветов в отношении окрашенного поверхностного покрытия 200. Таким образом, покрытие 210 лицевой стороны также может называться здесь «окрашенным покрытием 210 лицевой стороны». Неограничивающие примеры неорганического пигмента включают частицы сажи, графита, графена, оксида меди, оксида железа, оксида цинка, карбоната кальция, оксида марганца, диоксида титана, и их комбинации. Неорганические пигменты могут включать отдельные частицы, имеющие цвета, выбранные, но без ограничения этим, из красного, голубого, желтого, черного, зеленого, коричневого, фиолетового, белого, серого, и их комбинаций. Частицы, которые составляют первый пигмент, могут иметь размер частиц в диапазоне от около 15 нм до около 1000 мкм - включая все размеры и поддиапазоны между ними.
[0049] Ранее при применении таких пигментов для создания покрытий лицевой стороны при нанесении покрытий лицевой стороны требовалось использование больших количеств носителя (то есть, с низким содержанием твердых веществ во время нанесения покрытий) и/или больших количеств других добавок, поскольку такие пигменты будут легко агрегатироваться, тем самым образуя сгустки, которые приводят к нежелательным с эстетической точки зрения свойствам полученного покрытия лицевой стороны. Однако согласно настоящему изобретению покрытия лицевой стороны с использованием таких пигментов могут быть сформированы при применении высоких уровней содержания твердых веществ без риска агрегатирования - как описывается здесь дополнительно.
[0050] Создание покрытия 210 лицевой стороны на строительной панели 100, которая проявляет желательные по эстетическим соображениям качества - то есть, превосходную окрашенную лицевую поверхность строительной панели 100 - достигается однородным распределением пигмента внутри покрытия 210 лицевой стороны. Когда применяется первый пигмент, который имеет максимальный размер частиц около 1000 мкм, гарантированно правильное распределение пигмента может быть получено добавлением первого диспергатора к покрытию 210 лицевой стороны. Диспергатор может быть полимерным и иметь ионный заряд.
[0051] Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, первый пигмент может включать сажу, которая проявляет катионный заряд, и первый диспергатор может включать анионный полиакриловый диспергатор, имеющий значение рН около 7,5.
[0052] Покрытие 210 лицевой стороны может быть сформировано нанесением композиции покрытия лицевой стороны во влажном состоянии. Композиция покрытия лицевой стороны может содержать первый пигмент, первый диспергатор и первый связующий материал, а также жидкостный носитель. Жидкостный носитель может быть выбран из воды, VOC-растворителя (летучего органического соединения) -такого как ацетон, толуол, метилацетат - или их комбинаций. В предпочтительном варианте исполнения жидкостный носитель представляет собой воду и включает менее 1 вес.% VOC-растворителя, в расчете на общий вес жидкостного носителя.
[0053] Композиция покрытия лицевой стороны имеет высокое содержание твердых веществ. Согласно настоящему изобретению, термин «высокое содержание твердых веществ» подразумевает содержание твердых веществ по меньшей мере 45 вес.%, в расчете на общий вес композиции покрытия лицевой стороны. Иначе говоря, жидкостный носитель присутствует в максимальном количестве около 55 вес.%, в расчете на общий вес композиции покрытия лицевой стороны.
[0054] Содержание твердых веществ в композиции покрытия лицевой стороны может варьировать от около 45 вес.% до около 70 вес.% - включая все вес.% и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения содержание твердых веществ в композиции покрытия лицевой стороны может варьировать от около 45 вес.% до около 65 вес.%, в расчете на общий вес композиции покрытия лицевой стороны - включая все вес.% и поддиапазоны между ними. В некоторых вариантах исполнения композиция покрытия лицевой стороны может иметь содержание твердых веществ по меньшей мере 50 вес.%, в расчете на общий вес композиции покрытия лицевой стороны. В некоторых вариантах исполнения композиция покрытия лицевой стороны может иметь содержание твердых веществ по меньшей мере 60 вес.%, в расчете на общий вес композиции покрытия лицевой стороны.
[0055] Содержание твердых веществ рассчитывается как доля материалов, присутствующих в композиции покрытия лицевой стороны, которые не являются жидкостным носителем. Более конкретно, содержание твердых веществ в композиции покрытия лицевой стороны может быть рассчитано как количество диспергатора, пигмента и связующего материала в композиции покрытия лицевой стороны, и делением его на общий вес композиции покрытия лицевой стороны (включая жидкостный носитель).
[0056] Поэтому количество каждого компонента в композиции покрытия лицевой стороны может быть рассчитано умножением желательного количества каждого из первого диспергатора, первого пигмента и первого связующего материала в покрытии 210 лицевой стороны в сухом состоянии на общее содержание твердых веществ в композиции покрытия лицевой стороны. Например, для покрытия 210 лицевой стороны в сухом состоянии, включающего около 60 вес.% пигмента, для чего покрытие 210 лицевой стороны формируется из композиции покрытия лицевой стороны, имеющей содержание твердых веществ 70 вес.% - количество первого пигмента в композиции покрытия лицевой стороны составляло бы 42 вес.%, в расчете на общий вес композиции покрытия лицевой стороны во влажном состоянии - то есть, 60 вес.%×0,7=42 вес.% пигмента в композиции покрытия лицевой стороны.
[0057] Композиция покрытия лицевой стороны может иметь вязкость в диапазоне от около 250 сПз до около 2500 сПз, по измерению вискозиметром Брукфильда при скорости 10 об/мин с использованием шпинделя №4 при комнатной температуре - включая все значения вязкости и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения композиция покрытия лицевой стороны может иметь вязкость в диапазоне от около 350 сПз до около 1500 сПз, по измерению вискозиметром Брукфильда при скорости 10 об/мин с использованием шпинделя №4 при комнатной температуре - включая все значения вязкости и поддиапазоны между ними. Композиция покрытия лицевой стороны может иметь вязкость в диапазоне от около 350 сПз до около 750 сПз, по измерению вискозиметром Брукфильда при скорости 10 об/мин с использованием шпинделя №4 при комнатной температуре - включая все значения вязкости и поддиапазоны между ними. Композиция покрытия лицевой стороны может проявлять катионный заряд.
[0058] Композиция покрытия лицевой стороны (то есть, во влажном состоянии) может быть нанесена на верхнюю поверхность 121 корпуса 120 в количестве в диапазоне от около 26 г/м2 до около 220 г/м2 - включая все поддиапазоны и значения между ними. Композиция покрытия лицевой стороны может быть нанесена на верхнюю поверхность 121 способами нанесения покрытия валиком, нанесения покрытия щеткой и нанесения покрытия распылением, и/или способом полива и распределения ракелем.
[0059] Добавление первого диспергатора к первой покровной композиции согласно настоящему изобретению позволяет не только создать первый пигмент, имеющий максимальный размер частиц около 1000 мкм, но также обеспечивает возможность формирования первой покровной композиции, имеющей вышеуказанное содержание твердых веществ, без риска вызвать агрегатирование первого пигмента. Высокое содержание твердых веществ обеспечивает более быстрое нанесение и высушивание композиции покрытия лицевой стороны в покрытии 210 лицевой стороны. Более конкретно, после нанесения на корпус 120 композиция покрытия лицевой стороны высушивается, с удалением тем самым жидкостного носителя и созданием тем самым покрытия 210 лицевой стороны, которое, как ранее обсуждалось, находится в сухом состоянии.
[0060] Более конкретно, композиция покрытия лицевой стороны на основе жидкости может быть высушена в обычной печи при первой повышенной температуре в течение первого периода сушки. Первая повышенная температура может быть в диапазоне от около 67°С до около 232°С - включая все поддиапазоны и температуры между ними. В некоторых вариантах исполнения первая повышенная температура может быть в диапазоне от около 67°С до около 190°С - включая все поддиапазоны и температуры между ними. В некоторых вариантах исполнения первая повышенная температура может быть в диапазоне от около 93°С до около 232°С - включая все поддиапазоны и температуры между ними.
[0061] Первый период сушки может быть в диапазоне от около 10 секунд до около 120 секунд - включая все поддиапазоны и температуры между ними. Полученное покрытие 210 лицевой стороны может присутствовать на верхней поверхности 121 корпуса 120 в количестве в диапазоне от около 10 г/м2 до около 132 г/м2 - включая все количества и поддиапазоны между ними.
[0062] Со ссылкой теперь на Фигуры 1 и 4, полученная строительная панель 100 может включать покрытие 210 лицевой стороны - сообразно чему первая основная поверхность 111 строительной панели 100 включает верхнюю поверхность 211 покрытия 210 лицевой стороны. Таким образом, в смонтированном состоянии по меньшей мере часть верхней поверхности 211 покрытия 210 лицевой стороны обращена к активной зоне 2 помещения. Покрытие 210 лицевой стороны может быть по существу непрерывным. Термин «по существу непрерывный» подразумевает, что менее 5% доступной площади поверхности на указанной поверхности содержат точечные отверстия или пузыри.
[0063] Согласно другим вариантам исполнения, строительная панель 100 может включать поверхностное покрытие 200, нанесенное на боковую поверхность 123 корпуса 120 с образованием кромочного покрытия 230. Кромочное покрытие 230 может включать один или многие из ранее обсужденных цветных пигментов. Таким образом, кромочное покрытие 230 также может называться здесь окрашенным кромочным покрытием 230.
[0064] Кромочное покрытие 230 может включать наружную поверхность 231, противоположную внутренней поверхности 232. Кромочное покрытие 230 имеет толщину t3 кромочного покрытия, как измеренную от наружной поверхности 231 до внутренней поверхности 232 кромочного покрытия 210. Толщина t3 кромочного покрытия может быть в диапазоне от около 100 мкм до около 600 мкм - включая все толщины и поддиапазоны между ними. В предпочтительном варианте исполнения толщина t3 кромочного покрытия может быть в диапазоне от около 200 мкм до около 500 мкм - включая все толщины и поддиапазоны между ними. Кромочное покрытие 230 (то есть, в сухом состоянии) может присутствовать в количестве в диапазоне от около 7,5 г/м2 до около 150 г/м2 - включая все количества и поддиапазоны между ними.
[0065] Кромочное покрытие 230 может включать второй пигмент, второй диспергатор и второй связующий материал. Второй связующий материал может присутствовать в количестве в диапазоне от около 1 вес.% до около 50 вес.%, в расчете на общий сухой вес кромочного покрытия 230 - включая все количества и поддиапазоны между ними. Второй связующий материал может быть тиксотропным. Термин «тиксотропный» подразумевает композицию, которая имеет высокую вязкость (например, 40000 сПз) при низкой сдвиговой нагрузке и низкую вязкость (например, 800 сПз) при высокой сдвиговой нагрузке. Неограничивающие примеры тиксотропного связующего материала включают полимеры, выбранные из поливинилового спирта (PVOH), вышеуказанного латекса, акрилового полимера, полималеинового ангидрида, или комбинации двух или более из них.
[0066] Второй связующий материал может быть тиксотропным полимерным материалом, имеющим значение Tg, которое составляет величину ниже комнатной температуры («Tm»). В предпочтительном варианте исполнения второй связующий материал представляет собой тиксотропный полимерный связующий материал, имеющий Tg менее 20°С - предпочтительно менее 19°С. Связующий материал может быть пленкообразующим и имеющим минимальную температуру пленкообразования около 12°С. Термин «температура пленкообразования» означает температуру, при которой композиция формирует пленку.
[0067] Второй пигмент может присутствовать в количестве в диапазоне от около 1 вес.% до около 95 вес.%, в расчете на общий сухой вес кромочного покрытия 230 - включая все вес.% и поддиапазоны между ними. Второй пигмент может присутствовать в количестве в диапазоне от около 1 вес.% до около 80 вес.%, в расчете на общий сухой вес кромочного покрытия 230 - включая все вес.% и поддиапазоны между ними. Второй пигмент может присутствовать в количестве в диапазоне от около 30 вес.% до около 80 вес.%, в расчете на общий сухой вес кромочного покрытия 230 - включая все вес.% и поддиапазоны между ними.
[0068] Второй пигмент может включать один или многие пигменты, перечисленные ранее, как пригодные в качестве первого пигмента. В других вариантах исполнения второй пигмент может включать один или многие белые пигменты, имеющие частицы с размером в диапазоне от около 0,1 мкм до около 1000 мкм - включая все размеры и поддиапазоны между ними. В некоторых вариантах исполнения второй пигмент может включать один или многие белые пигменты, имеющие частицы с размером в диапазоне от около 0,1 мкм до около 250 мкм - включая все размеры и поддиапазоны между ними.
[0069] Второй диспергатор может присутствовать в количестве в диапазоне от около 0,01 вес.% до около 2,0 вес.%, в расчете на общий сухой вес кромочного покрытия 230 - включая все вес.% и поддиапазоны между ними. Подобно первому диспергатору, второй диспергатор может содержать гидрофильный фрагмент и гидрофобный фрагмент.
[0070] Когда второй пигмент имеет частицы с размером в таком же диапазоне, как раскрыто для более мелкого первого пигмента, второй диспергатор может включать одно или многие соединения, перечисленные как пригодные для первого диспергатора.
[0071] Со ссылкой теперь на Фигуру 6, когда второй пигмент 20 имеет частицы с размером в диапазоне от около 0,1 мкм до около 250 мкм, второй диспергатор 40 может включать анионные полиакриловые диспергаторы, в которых ионная группа 41 находится непосредственно на полимерном скелете 41 второго диспергатора 40. Совместно второй пигмент 20 и второй диспергатор 41 образуют второй диспергируемый пигмент 10.
[0072] Кромочное покрытие 230 может быть сформировано нанесением композиции кромочного покрытия, имеющей содержание твердых веществ в диапазоне от около 65 вес.% до около 80 вес.% - включая все количества и поддиапазоны между ними. Композиция кромочного покрытия может быть тиксотропной. Композиция кромочного покрытия может иметь вязкость в диапазоне от около 6000 сПз до около 10000 сПз по измерению вискозиметром Брукфильда при скорости 10 об/мин с использованием шпинделя №4 при комнатной температуре - включая все значения вязкости и поддиапазоны между ними. Композиция кромочного покрытия может содержать воду в качестве жидкостного носителя, причем жидкостный носитель содержит менее 1 вес.% VOC-растворителя.
[0073] Композиция кромочного покрытия может быть нанесена на боковую поверхность 123 корпуса в количестве в диапазоне от около 10 г/м2 до около 200 г/м2 - включая все поддиапазоны и значения между ними. Композиция кромочного покрытия может быть нанесена на боковую поверхность 123 корпуса 120 распылением, накаткой валиком, роликовым устройством для нанесения покрытий, и напылением покрытия в вакууме.
[0074] Композиция кромочного покрытия может быть высушена при повышенной температуре в течение периода времени сушки - причем повышенная температура варьирует от около 120°С до около 240°С - включая все поддиапазоны и температуры между ними. Период сушки может варьировать от около 10 секунд до около 120 секунд - включая все поддиапазоны и температуры между ними. Полученное кромочное покрытие 230 (то есть, в сухом состоянии) может присутствовать в количестве в диапазоне от около 7,5 г/м2 до около 150 г/м2 - включая все количества и поддиапазоны между ними.
[0075] Согласно вариантам исполнения, где строительная панель 100 включает кромочное покрытие 230, боковая поверхность 113 строительной панели 100 может включать кромочное покрытие 230. Более конкретно, боковая поверхность 113 строительной панели 100 может включать наружную поверхность 231 кромочного покрытия 230. Так, наружная поверхность 231 кромочного покрытия 230 может состоять из верхней части 113а и нижней части 113b боковой поверхности 112 строительной панели 100. Более конкретно, верхняя часть 113а боковой поверхности 113 может включать верхний участок 231а кромочного покрытия, и нижняя часть 113b боковой поверхности 113 может включать нижний участок 231b кромочного покрытия.
[0076] Хотя это не изображено, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают строительную панель, содержащую поверхностное покрытие 200, включающее только кромочное покрытие 230. Более конкретно, строительная панель 100 может включать первую основную поверхность, противоположную второй основной поверхности, и боковую поверхность, проходящую между ними. Боковая поверхность 113 строительной панели 100 может включать кромочное покрытие 230, первая основная поверхность 111 строительной панели 100 может включать верхнюю поверхность 121 корпуса 120, и вторая основная поверхность 112 строительной панели 100 может включать нижнюю поверхность 122 корпуса 120
[0077] Хотя это не изображено, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают строительную панель, содержащую поверхностное покрытие 200, в которой поверхностное покрытие 200 содержит только покрытие 210 лицевой стороны. Более конкретно, строительная панель 100 может включать первую основную поверхность 111, противоположную второй основной поверхности 112, и боковую поверхность 113, проходящую между ними. Первая основная поверхность 111 строительной панели 100 может включать верхнюю поверхность 211 покрытия 210 лицевой стороны, вторая основная поверхность 112 строительной панели 100 может включать нижнюю поверхность 122 корпуса 120, и боковая поверхность 113 строительной панели 100 может включать боковую поверхность 123 корпуса.
[0078] Со ссылкой теперь на Фигуру 4, иллюстрированы строительные панели 300, 400, 500 в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения. Строительные панели 300, 400 и 500 подобны строительной панели 100, за исключением того, что здесь описывается ниже. Приведенное выше описание строительной панели 100 в общем применимо к описываемым ниже строительным панелям 300, 400 и 500, за исключением того, что касается отличий, более конкретно отмечаемых ниже. Для строительных панелей 300, 400 и 500 будет использована схема нумерации, подобная строительной панели 100, за исключением того, что будут применяться 300-, 400- и 500-серии нумерации.
[0079] Со ссылкой теперь на Фигуру 5, строительная панель 500 может быть смонтирована согласно второму варианту, как здесь описанному. Строительная панель 500 может быть расположена так, что верхняя часть 513а боковой поверхности 513 находится под горизонтальной полкой 31, тем самым будучи выступающей в активную зону 2 помещения. Во втором варианте нижняя часть 513b боковой поверхности 513 находится над горизонтальной полкой 31, выступая в замкнутое воздушное пространство 3. Во втором варианте первая основная поверхность 511 и верхняя часть 512а боковой поверхности 513 строительной панели 500 открыта в активную зону 2 помещения. Во втором варианте нижняя часть 513b боковой поверхности 513 может быть скрыта от активной зоны 2 помещения. Нижняя часть 513b боковой поверхности 513 может соседствовать по меньшей мере с частью вертикального ребра 32, если рассматривать вдоль горизонтального направления. Нижняя часть 513b боковой поверхности 513, а также вторая основная поверхность 512, могут быть открыты в замкнутое воздушное пространство 3.
[0080] Согласно этим вариантам исполнения, верхняя часть 513а и нижняя часть 513b могут содержать поверхностное покрытие 200 - более конкретно, первое покрытие 210 лицевой стороны. Согласно этим вариантам исполнения, первая основная поверхность 511 может содержать поверхностное покрытие 200 - более конкретно, кромочное покрытие 230. Поэтому поверхностное покрытие 200 может быть открыто в активную зону 2 помещения на первой основной поверхности 511 и верхней части 513а боковой поверхности 513 строительной панели 500 в смонтированном состоянии.
[0081] Изобретение будет описано более подробно посредством конкретных примеров. Нижеследующие примеры предлагаются для целей иллюстрирования, и не предполагаются ограничивающими изобретение каким бы то ни было образом.
ПРИМЕРЫ
[0082] Эксперимент 1
[0083] Нижеследующий эксперимент направлен на окрашенную покровную композицию с высоким содержанием твердых веществ согласно настоящему изобретению, которая может быть использована для формирования покрытия с превосходными эстетическими характеристиками. Покровные композиции были получены согласно следующим составам, приведенным в Таблице 1.
Таблица 1
| Количество (г) | Сравнительный Пример 1 | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 |
| Вода | 26,53 | 26,53 | 26,53 | 33,34 | 66,18 |
| Связующий материал | 12,44 | 12,44 | 12,44 | 12,44 | 24,88 |
| Пигмент 1 | 55,0 | 55,0 | 55,0 | 38,19 | 76,38 |
| Пигмент 2 | - | - | - | 10 | 20,0 |
| Пигмент 3 | 5,45 | 5,45 | 5,45 | 5,45 | 10,9 |
| Первый диспергатор | - | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,6 |
| Загуститель | - | - | - | - | 0,5 |
| Добавка | 0,26 | 0,26 | 0,28 | 0,28 | 0,56 |
| Всего | 100 | 100 | 100 | 100 | 200 |
| Всего твердых веществ | 67,7 | 66,67 | 66,67 | 59,91 | 119,92 |
| % твердых веществ | 67,7% | 66,67% | 66,67% | 59,91% | 59,96% |
| Пигмент/связующий материал | 4,86 | 4,86 | 4,86 | 4,31 | 4,31 |
| pH | 8,4 | 7,9 | 8,1 | 7,8 | 7,7 |
[0084] Связующий материал представляет собой карбоксилированный поливинилацетатный гомополимер. Пигмент 1 представляет собой карбонат кальция, имеющий частицы с размером около 12 мкм. Пигмент 2 представляет собой каолин, имеющий частицы с размером около 2 мкм. Пигмент 3 представляет собой кальцинированную диатомовую землю, имеющую частицы с размером около 18 мкм.
[0085] Первый диспергатор представляет собой анионный полимерный диспергатор, имеющий присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей. Первый диспергатор содержит анионный полимер, диспергированный в воде при содержании твердых веществ в диапазоне от около 30 вес.% до около 34 вес.%. Добавка включает смесь пеногасителя и биоцида. Загуститель включает гидроксиэтилцеллюлозу.
[0086] Каждый компонент (например, Пигменты 1-3, первый диспергатор, связующий материал, и т.д.) может быть приготовлен в виде твердого материала, или как предварительно полученная смесь с водой с различными уровнями содержания твердых веществ. Таким образом, для расчета некоторых из компонентов покровной композиции, предварительно смешанных с водой, приводится общее содержание твердых веществ всей покровной композиции в воде.
[0087] Вязкость каждой из покровных композиций Примеров 1-4, а также Сравнительного Примера 1, была затем измерена с использованием вискозиметра Брукфильда при различных скоростях вращения. Композиция каждого примера также была оставлена отстаиваться в течение различных периодов времени - после чего выявлялась стабильность каждой композиции на предмет образования плотной упаковки, чем подразумевается наличие агломерирования пигментов с образованием твердых агрегатов (сравнительно с однородной дисперсией индивидуальных пигментов во всем носителе). Результаты приведены в Таблице 2.
Таблица 2
| Сравнительный Пример 1 | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| % твердых веществ | 67,7% | 66,67% | 66,67% | 59,91% | 59,96% |
| Вязкость (сПз) | Сравнительный Пример 1 | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 |
| 10 об/мин | - | 40,0 | - | 160,0 | 1240 |
| 12 об/мин | 83,3 | 93,3 | 83,3 | 83,3 | - |
| 60 об/мин | 50,0 | 50,0 | 33,3 | 50,0 | 380 |
| Стабильность (плотная упаковка) |
Сравнительный Пример 1 | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 |
| 6 часов | да | - | - | нет | нет |
| 48 часов | да | - | - | нет | нет |
[0088] Как продемонстрировано Таблицей 2, покровная композиция согласно настоящему изобретению обеспечивает желательную вязкость, в то же время также проявляя превосходную стабильность пигментов внутри покровной композиции с течением времени. Превосходная стабильность пигмента в покровной композиции обусловливает лучшее распределение цвета в полученном покрытии, образованном из покровной композиции. В результате этого покровные композиции, имеющие более высокие уровни содержания твердых веществ, могут быть получены не в ущерб желательным эстетическим характеристикам сформированного покрытия.
[0089] Эксперимент 2
[0090] Следующий эксперимент направлен на покровную композицию с высоким содержанием твердых веществ согласно настоящему изобретению, которая может быть использована для формирования покрытия с превосходными эстетическими характеристиками, когда используются пигменты, имеющие частицы с размером в диапазоне от около 15 нм до около 1000 мкм. Покровные композиции были получены согласно следующим составам, приведенным в Таблице 3.
Таблица 3
| Количество (г) | Пример 5 | Сравнительный Пример 2 |
| Вода | 744,53 | 1047,47 |
| Связующий материал | 279,9 | 205,18 |
| Пигмент 1 | 859,27 | - |
| Пигмент 2 | 225 | 885,49 |
| Пигмент 3 | 122,62 | 97,18 |
| Первый диспергатор | 6,75 | - |
| Второй диспергатор | - | 1,73 |
| Загуститель | 0,0 | 2,59 |
| Добавка | 11,93 | 39,59 |
| Всего | 2250 | 2279,17 |
| % твердых веществ | 60,9 | 37,22 |
| Пигмент/связующий материал | 4,86 | 4,86 |
| pH | 7,5 | 8,2 |
[0091] Связующий материал представляет собой карбоксилированный поливинилацетатный гомополимер. Пигмент 1 представляет собой карбонат кальция, имеющий частицы с размером около 12 мкм. Пигмент 2 представляет собой каолин, имеющий частицы с размером около 2 мкм. Пигмент 3 представляет собой кальцинированную диатомовую землю, имеющую частицы с размером около 18 мкм.
[0092] Первый диспергатор представляет собой анионный полимерный диспергатор, имеющий присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей. Первый диспергатор представляет собой жидкость, имеющую содержание твердых веществ в диапазоне от около 30 вес.% до около 34 вес.%, и содержит воду в качестве носителя. Второй диспергатор представляет собой анионный диспергатор, имеющий анионные группы, присоединенные непосредственно к полимерному скелету, и без присоединенных боковых цепей. Второй диспергатор представляет собой жидкость, имеющую содержание твердых веществ около 45 вес.%, и содержит воду в качестве носителя. Добавка включает смесь пеногасителя, смачивающего агента и биоцидных/противомикробных препаратов. Загуститель включает гидроксиэтилцеллюлозу.
[0093] Каждый компонент (например, Пигменты 1-3, первый диспергатор, второй диспергатор, и т.д.) может быть приготовлен в виде твердого материала, или как предварительно полученная смесь с водой с различными уровнями содержания твердых веществ. Таким образом, для расчета некоторых из компонентов покровной композиции, предварительно смешанных с водой, приводится общее содержание твердых веществ всей покровной композиции в воде.
[0094] Вязкость каждой из покровных композиций Примера 5 и Сравнительного Примера 2 была затем измерена с использованием вискозиметра Брукфильда при различных скоростях вращения. Результаты приведены в Таблице 4.
Таблица 4
| Пример 5 | Сравнительный Пример 2 | |
| % твердых веществ | 60,9 | 37,22 |
| Вязкость (сПз) | Пример 5 | Сравнительный Пример 2 |
| 0,5 об/мин | 20800 | 36800 |
| 10 об/мин | 1800 | 2320 |
| 60 об/мин | 440 | 553,3 |
| 100 об/мин | 340 | 8,24 |
| Смещение ΔE | Пример 5 | Сравнительный Пример 2 |
| Темная секция | - | |
| Светлая секция | - |
[0095] Как продемонстрировано Таблицей 4, покровная композиция согласно настоящему изобретению обеспечивает желательную вязкость при гораздо более высоких уровнях содержания твердых веществ по сравнению с другими анионными диспергаторами, имеющими ионную группу, находящуюся непосредственно на полимерном скелете.
[0096] Кроме того, улучшенное диспергирование пигментов с использованием диспергатора согласно настоящему изобретению проявляется в превосходной степени смещения цветовых координат. Оценки смещения цвета каждого образца были измерены и сравнены между собой. Оценки цвета были выполнены измерением изменения цветовой координаты - то есть, «Дельта Е» (ΔE). Значение Дельта Е измеряется согласно следующему расчету:
ΔE=[(L2-L1)2+(a2-a1)2+(b2-b1)2]1/2
[0097] в котором L1, a1 и b1 представляют цветовые координаты Сравнительного Примера 2, измеренные с использованием колориметра Minolta Chroma Meter CR 410 от фирмы Minolta Corporation. Значения L2, a2 и b2 представляют цветовые координаты Примера 5, как измеренные с использованием колориметра Minolta Chroma Meter CR 410. Цветовые координаты показаны в Таблице 5.
Таблица 5
| Темная секция | Пример 5 | Сравнительный Пример 2 | Светлая секция | Пример 5 | Сравнительный Пример 2 | |
| L | 91,03 | 89,47 | L | 93,11 | 91,29 | |
| a | -0,95 | -1,17 | A | -0,27 | 0,44 | |
| b | 4,85 | 5,79 | b | 7,88 | 8,29 | |
| ΔL | 1,56 | - | ΔL | 1,82 | - | |
| Δa | 0,23 | - | Δa | -0,71 | - | |
| Δb | 0,88 | - | Δb | -0,41 | - | |
| ΔE | 1,806 | - | ΔE | 2 | - |
[0098] Как продемонстрировано Таблицей 5, покрытие, сформированное из покрытия Примера 5, проявляет превосходные цветовые координаты, что показано величиной ΔE, превышающей 0. Кроме того, улучшенное диспергирование пигментов с использованием диспергатора согласно настоящему изобретению проявляется в превосходных характеристиках блеска. Характеристики блеска показаны в Таблице 6.
Таблица 6
| Блеск | Пример 5 | Сравнительный Пример 2 |
| 20° | 0 | 0,3 |
| 60° | 0,4 | 3,4 |
| 85° | 0,9 | 5,6 |
[0099] Как продемонстрировано Таблицей 6, улучшенное диспергирование пигментов Примера 5 (в соотнесении со Сравнительным Примером 2) создает лучше окрашенное покрытие лицевой стороны, которое поглощает больше падающего света, обеспечивая тем самым менее блестящую поверхность и создавая превосходный окрашенный внешний вид.
[0100] Эксперимент 3
[0101] Следующий эксперимент направлен на покровную композицию с высоким содержанием твердых веществ согласно настоящему изобретению, которая может быть использована для формирования покрытия с превосходными эстетическими характеристиками, когда используются пигменты, имеющие частицы с размером в диапазоне от около 15 нм до около 1000 мкм. Покровные композиции были получены согласно следующим составам, приведенным в Таблице 7.
Таблица 7
| Количество (г) | Пример 6 | Сравнительный Пример 3 |
| Вода | 302,4 | 410,1 |
| Связующий материал | 113,5 | 80,5 |
| Пигмент 1 | 349,0 | - |
| Пигмент 2 | 91,4 | 347,3 |
| Пигмент 3 | 49,8 | 38,1 |
| Пигмент 4 | 86,0 | 105 |
| Первый диспергатор | 2,74 | - |
| Второй диспергатор | - | 0,68 |
| Загуститель | 2,28 | - |
| Добавка | 4,85 | 16,51 |
| Всего | 1002 | 998,2 |
| % твердых веществ | 59,76 | 38,37 |
[0102] Связующий материал представляет собой карбоксилированный поливинилацетатный гомополимер. Пигмент 1 включает карбонат кальция, имеющий частицы с размером около 12 мкм. Пигмент 2 включает каолин, имеющий частицы с размером около 2 мкм. Пигмент 3 включает кальцинированную диатомовую землю, имеющую частицы с размером около 18 мкм. Пигмент 4 включает сажу, имеющую частицы с размером менее, чем около 1 мкм.
[0103] Первый диспергатор представляет собой анионный полимерный диспергатор, имеющий присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей. Первый диспергатор представляет собой жидкость, имеющую содержание твердых веществ в диапазоне от около 30 вес.% до около 34 вес.%, и содержит воду в качестве носителя. Второй диспергатор представляет собой анионный диспергатор, имеющий анионные группы, присоединенные непосредственно к полимерному скелету, и без присоединенных боковых цепей. Второй диспергатор представляет собой жидкость, имеющую содержание твердых веществ около 45 вес.%, и содержит воду в качестве носителя. Добавка включает смесь пеногасителя, смачивающего агента и биоцидных/противомикробных препаратов. Загуститель включает гидроксиэтилцеллюлозу.
[0104] Каждый компонент (например, Пигменты 1-4, первый диспергатор, второй диспергатор, и т.д.) может быть приготовлен в виде твердого материала, или как предварительно полученная смесь с водой с различными уровнями содержания твердых веществ. Таким образом, для расчета некоторых из компонентов покровной композиции, предварительно смешанных с водой, приводится общее содержание твердых веществ всей покровной композиции в воде.
[0105] Две серии измерений вязкости были выполнены на композициях Примера 6 и Сравнительного Примера 3. Первая серия измерений вязкости была проведена немедленно после формирования соответствующих композиций. Каждый образец затем был оставлен для выдерживания в течение периода времени 24 часов, после чего вязкость каждого образца была затем исследована в еще одном испытании вязкости с использованием вискозиметра Брукфильда при различных скоростях вращения. Оценки смещения цвета каждого образца также были измерены и сравнены между собой. Результаты приведены в Таблице 8.
Таблица 8
| Пример 6 | Сравнительный Пример 3 | |
| % твердых веществ | 38,37 | 59,76 |
| Начальная вязкость (сПз) | Пример 6 | Сравнительный Пример 3 |
| 0,5 об/мин | 5600 | 21600 |
| 10 об/мин | 1000 | 2040 |
| 60 об/мин | 300 | 480 |
| 100 об/мин | 236 | 292 |
| Вязкость (сПз) после 24 часов | Пример 6 | Сравнительный Пример 3 |
| 0,5 об/мин | 7000 | 67200 |
| 10 об/мин | 1000 | 4520 |
| 60 об/мин | 320 | 1040 |
| 100 об/мин | 248 | 600 |
[0106] Как продемонстрировано Таблицей 8, покровная композиция согласно настоящему изобретению обеспечивает желательную стабильность вязкости со временем при гораздо более высоких уровнях содержания твердых веществ по сравнению с другими анионными диспергаторами, имеющими ионную группу, находящуюся непосредственно на полимерном скелете.
[0107] Кроме того, улучшенное диспергирование пигментов с использованием диспергатора согласно настоящему изобретению проявляется в превосходной степени смещения цветовых координат. Оценки смещения цвета каждого образца были измерены и сравнены между собой. Оценки цвета были выполнены измерением изменения цветовой координаты - то есть, «Дельта Е» (ΔE) -причем L1, a1 и b1 представляют цветовые координаты Сравнительного Примера 2, измеренные с использованием колориметра Minolta Chroma Meter CR 410 от фирмы Minolta Corporation. Значения L2, a2 и b2 представляют цветовые координаты Примера 5, как измеренные с использованием колориметра Minolta Chroma Meter CR 410. Цветовые координаты показаны в Таблице 9.
Таблица 9
| Измерения цвета | Пример 6 | Сравнительный Пример 3 |
| L | 20,81 | 28,97 |
| a | 0,12 | -0,29 |
| b | -0,56 | -2,54 |
| ΔL | -8,29 | - |
| Δa | 0,41 | - |
| Δb | 1,98 | - |
| ΔE | 4,5 | - |
[0108] Как продемонстрировано Таблицей 9, покрытие, сформированное из покрытия Примера 6, проявляет изменение цветовых координат, которое показано величиной ΔE, превышающей 0. Кроме того, улучшенное диспергирование пигментов с использованием диспергатора согласно настоящему изобретению проявляется в превосходных характеристиках блеска. Характеристики блеска показаны в Таблице 10.
Таблица 10
| Блеск | Пример 6 | Сравнительный Пример 3 |
| 20° | 1,2 | 1,3 |
| 60° | 2,2 | 3,9 |
| 85° | 1,0 | 4,2 |
[0109] Как продемонстрировано Таблицей 10, улучшенное диспергирование пигментов Примера 6 (в соотнесении со Сравнительным Примером 3) создает лучше окрашенное покрытие лицевой стороны, которое поглощает больше падающего света, обеспечивая тем самым менее блестящую поверхность и создавая превосходный окрашенный внешний вид.
[0110] Как будет понятно квалифицированным специалистам в этой области технологии, могут быть сделаны многочисленные изменения и модификации описанных здесь вариантов осуществления без выхода за пределы смысла изобретения. Предполагается, что все такие вариации попадают в пределы области изобретения.
1. Строительная панель с покрытием, содержащая:
корпус, содержащий верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью;
поверхностное покрытие на верхней поверхности, причем поверхностное покрытие содержит:
неорганический пигмент и
анионный полимерный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей;
причем поверхностное покрытие содержит жидкостный носитель в количестве менее чем около 1 вес.% в расчете на общий вес поверхностного покрытия.
2. Строительная панель по п. 1, в которой полимерный диспергатор имеет среднечисленную молекулярную массу (Mn) по меньшей мере 1000.
3. Строительная панель по п. 1, в которой полимерный диспергатор присутствует в количестве в диапазоне от около 0,05 вес.% до около 2,0 вес.% в расчете на общий вес поверхностного покрытия.
4. Строительная панель по п. 1, в которой неорганический пигмент имеет частицы с размером в диапазоне от около 15 нм до около 1000 мкм.
5. Строительная панель по п. 1, в которой поверхностное покрытие присутствует в количестве в диапазоне от около 10 г/м2 до около 132 г/м2.
6. Строительная панель по п. 1, в которой поверхностное покрытие дополнительно содержит полимерный связующий материал, имеющий температуру стеклования выше чем около 21°С, причем полимерный связующий материал присутствует в количестве в диапазоне от около 5 вес.% до около 20 вес.% в расчете на общий вес поверхностного покрытия.
7. Строительная панель по п. 1, в которой между покрытием лицевой стороны и верхней поверхностью корпуса расположен нетканый холст.
8. Способ формирования строительной панели, имеющей покрытие лицевой стороны, причем способ включает:
а) предоставление корпуса, содержащего верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью;
b) нанесение покровной композиции на верхнюю поверхность корпуса, причем покровная композиция содержит неорганический пигмент и анионный полимерный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей; и
с) высушивание покровной композиции с образованием покрытия лицевой стороны;
причем покровная композиция имеет содержание твердых веществ в диапазоне от около 45 вес.% до около 65 вес.% в расчете на общий вес покровной композиции.
9. Способ по п. 8, в котором полимерный диспергатор содержит анионные фрагменты, расположенные на присоединенных боковых цепях.
10. Способ по п. 8, в котором диспергатор присутствует в количестве в диапазоне от около 0,05 вес.% до около 2,0 вес.% в расчете на общий вес покровной композиции.
11. Способ по п. 8, в котором покровная композиция наносится в количестве в диапазоне от около 26 г/м2 до около 220 г/м2.
12. Строительная панель с покрытием, содержащая:
корпус, содержащий верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью;
поверхностное покрытие на верхней поверхности, причем поверхностное покрытие содержит:
от около 70 вес.% до около 95 вес.% пигмента в расчете на общий вес поверхностного покрытия, причем пигмент содержит неорганический пигмент, имеющий частицы с размером в диапазоне от 15 нм до 500 нм; и
анионный полимерный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей;
причем поверхностное покрытие содержит менее 1 вес.% жидкостного носителя в расчете на общий вес поверхностного покрытия.
13. Строительная панель по п. 12, в которой полимерный диспергатор включает анионные фрагменты, расположенные на присоединенных боковых цепях.
14. Способ формирования строительной панели, имеющей кромочное покрытие, причем способ включает:
а) предоставление корпуса, имеющего верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью;
b) нанесение тиксотропной покровной композиции на боковую поверхность, причем тиксотропная покровная композиция содержит жидкостный носитель, пигмент, анионный полимерный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей, и связующий материал, имеющий температуру стеклования менее чем около 20°С; и
с) высушивание тиксотропной покровной композиции в течение периода времени сушки с образованием кромочного покрытия, причем кромочное покрытие имеет менее чем около 1 вес.% жидкостного носителя;
причем тиксотропная покровная композиция имеет содержание твердых веществ в диапазоне от около 50 вес.% до около 80 вес.%, в расчете на общий вес тиксотропной покровной композиции.
15. Способ по п. 14, в котором связующий материал является пленкообразующим при минимальной температуре около 12°С.
16. Способ по п. 14, в котором связующий материал присутствует в количестве в диапазоне от около 1 вес.% до около 40 вес.% в расчете на общий вес тиксотропной покровной композиции.
17. Способ по п. 14, в котором диспергатор присутствует в количестве в диапазоне от около 0,005 вес.% до около 1,6 вес.% в расчете на общий вес тиксотропной покровной композиции.
18. Способ по п. 14, в котором тиксотропную покровную композицию наносят на боковую поверхность в количестве в диапазоне от около 10 г/м2 до около 200 г/м2.
19. Способ по п. 14, в котором кромочное покрытие имеет толщину в диапазоне от около 200 мкм до около 500 мкм.
20. Строительная панель с покрытием, включающая:
корпус, содержащий верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, и боковую поверхность, проходящую между верхней поверхностью и нижней поверхностью;
тиксотропное поверхностное покрытие, нанесенное на боковую поверхность, причем поверхностное покрытие содержит:
связующий материал, имеющий температуру стеклования менее чем около 20°С; и
пигмент в количестве в диапазоне от около 25 вес.% до около 95 вес.% в расчете на общий вес поверхностного покрытия, причем пигмент содержит неорганические пигменты;
анионный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей;
причем поверхностное покрытие присутствует в количестве в диапазоне от около 7,5 г/м2 до около 150 г/м2.
21. Покровная композиция, содержащая:
жидкостный носитель;
неорганический пигмент и
анионный полимерный диспергатор, содержащий полимерный скелет и присоединенные боковые цепи, проходящие от полимерного скелета, причем анионные группы расположены на конечных точках присоединенных боковых цепей;
причем покровная композиция имеет содержание твердых веществ в диапазоне от около 45 вес.% до около 65 вес.% в расчете на общий вес покровной композиции.
22. Покровная композиция по п. 21, причем покровная композиция дополнительно содержит связующий материал, имеющий температуру стеклования менее чем около 20°С.
23. Покровная композиция по п. 21, в которой неорганический пигмент присутствует в количестве в диапазоне от около 25 вес.% до около 95 вес.% в расчете на общее содержание твердых веществ в покровной композиции.
24. Покровная композиция по п. 21, в которой полимерный диспергатор присутствует в количестве в диапазоне от около 0,05 вес.% до около 2,0 вес.% в расчете на общее содержание твердых веществ в покровной композиции.
25. Покровная композиция по п. 21, в которой связующий материал присутствует в количестве в диапазоне от около 5 вес.% до около 20 вес.%, в расчете на общее содержание твердых веществ в покровной композиции.
